JP5588809B2 - Inspection apparatus and inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、検査装置および検査方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method.
従来から、例えば下記特許文献1に示されるような、光線を放射する光源と、該光源からの光線を反射させて対象物の被検査面に照射させるハーフミラーと、該ハーフミラーを挟んだ対象物の反対側に配置され、前記光源からハーフミラーを介して光線が照射された対象物の被検査面を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの撮像データに基づいて対象物を検査する処理部と、を備える検査装置が知られている。 Conventionally, for example, as shown in Patent Document 1 below, a light source that emits light, a half mirror that reflects the light from the light source and irradiates the surface to be inspected, and an object sandwiching the half mirror An imaging unit that is arranged on the opposite side of the object and that images a surface to be inspected of the object irradiated with light from the light source via a half mirror, and a process for inspecting the object based on imaging data from the imaging unit There is known an inspection apparatus including a unit.
しかしながら、前記従来の検査装置では、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査するためには、対象物の被検査面に向けた光線の照射位置を移動させる必要があり、装置が大掛かりになるおそれがあった。 However, in the conventional inspection apparatus, in order to inspect the inspection target surface of the target object over a predetermined range, it is necessary to move the irradiation position of the light beam toward the inspection target surface of the target object. There was a risk of becoming.
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる検査装置および検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an inspection apparatus and an inspection method capable of inspecting a surface to be inspected over a predetermined range while suppressing an increase in the size of the apparatus. The purpose is to do.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の検査装置は、光線を放射する光源と、該光源からの光線を反射させて対象物の被検査面に照射させるハーフミラーと、該ハーフミラーを挟んだ対象物の反対側に配置され、前記光源からハーフミラーを介して光線が照射された対象物の被検査面を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの撮像データに基づいて対象物を検査する処理部と、を備える検査装置であって、前記光源は、光軸方向に沿って該光源から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線を放射し、該光源を前記ハーフミラーに対して光軸方向に沿って接離可能に支持する駆動手段を備え、前記駆動手段により前記光源を光軸方向に移動させ、前記被検査面上での光線の径を変動させることによって、前記被検査面における光線の照射位置を移動させつつ、前記被検査面を検査することを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve such an object, an inspection apparatus according to the present invention includes a light source that emits a light beam, and a half that reflects the light beam from the light source and irradiates the surface to be inspected. An imaging means for imaging a surface to be inspected of a target object that is disposed on the opposite side of the target object sandwiching the half mirror and irradiated with light from the light source via the half mirror; and imaging from the imaging means A processing unit that inspects an object based on data, wherein the light source emits an annular light beam that gradually increases in diameter as the distance from the light source increases along the optical axis direction, Drive means for supporting the light source so as to be able to contact and separate along the optical axis direction with respect to the half mirror, the light source is moved in the optical axis direction by the drive means, and the diameter of the light beam on the surface to be inspected By varying the inspected While moving the irradiation position of the light beam at, it characterized that you inspect the surface to be inspected.
この発明によれば、光源が、光軸方向に沿って該光源から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線を放射するので、光源を駆動手段により光軸方向に沿って移動させると、ハーフミラーに入射する円環状の光線の径が変動することとなる。したがって、光源を駆動手段により光軸方向に沿って移動させることにより、対象物の被検査面上で光線の径を変動させて、対象物の被検査面における光線の照射位置を移動させることができる。
このように、光源を光軸方向にのみ移動可能に支持する駆動手段を配設すれば、対象物の被検査面における光線の照射位置を移動させることが可能になり、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。
なお処理部においては、例えば、対象物の被検査面に照射された光線の円環形状と、対象物の被検査面における位置毎で予め設定されている基準の円環形状と、の差を検出したり、あるいは光源を光軸方向に移動させながら、撮像手段を長時間露光して得られた撮像データ中で、予め設定されている基準の濃淡差より大きい濃淡差がある部分、並びにその広さを検出したり等することで、傷の有無を検査することができる。
ここで、光線を放射する前記光源の放射面において、外周縁部を除く全域に円形状の遮光性を有するマスクが配設されてもよい。
According to this invention, since the light source emits an annular light beam that gradually increases in diameter as it moves away from the light source along the optical axis direction, when the light source is moved along the optical axis direction by the driving means, The diameter of the annular light beam incident on the mirror will fluctuate. Therefore, by moving the light source along the optical axis direction by the driving unit, the diameter of the light beam is changed on the surface to be inspected of the object, and the irradiation position of the light beam on the surface to be inspected of the object can be moved. it can.
Thus, if the driving means for supporting the light source so as to be movable only in the optical axis direction is provided, the irradiation position of the light beam on the surface to be inspected of the object can be moved, and the apparatus becomes large. The surface to be inspected of the object can be inspected over a predetermined range while suppressing the above.
In the processing unit, for example, the difference between the annular shape of the light beam irradiated on the inspection surface of the object and the reference annular shape preset for each position on the inspection surface of the object is calculated. The portion of the imaging data obtained by long-time exposure of the imaging means while detecting or moving the light source in the direction of the optical axis has a density difference larger than a preset standard density difference, and its The presence or absence of a flaw can be inspected by detecting the size or the like.
Here, on the radiation surface of the light source that emits light, a circular light-shielding mask may be disposed in the entire area except the outer peripheral edge.
また、本発明の検査方法は、光線が照射された対象物の被検査面の撮像データに基づいて、該対象物を検査する検査方法であって、本発明の検査装置を用いて対象物を検査し、前記対象物の被検査面は、前記ハーフミラーに反射されて対象物に向かう光線の光軸回りに延びる周面となっていることを特徴とする。 The inspection method of the present invention is an inspection method for inspecting an object based on imaging data of a surface to be inspected of the object irradiated with light, and the object is detected using the inspection apparatus of the present invention. The surface to be inspected of the object is a peripheral surface that extends around the optical axis of the light beam that is reflected by the half mirror and travels toward the object.
この発明によれば、本発明の検査装置を用いるので、対象物の被検査面に付いている傷が、例えば周方向に直交する方向に延在していても、この傷を、処理部が十分に検出することができる程度まで、撮像手段により確実に撮像させることができる。
すなわち例えば、本発明の検査装置におけるハーフミラーや光源に代えて、対象物の被検査面に、径方向の外側から全域にわたって一様に光を照射する光源を配設した場合には、前述の傷に反射して撮像手段に向かう反射光が正反射し易くなり、撮像手段で得られた撮像データ中で、対象物の被検査面のうち、前述の傷の部分と、その他の部分と、の間で濃淡の差が生じ難く、検査精度を確保することが困難になるおそれがある。
ここで、前記処理部は、前記撮像手段からの撮像データに基づいて前記被検査面における傷の有無を検査し、前記光線の線幅は、検出する必要のある傷の大きさ以下とされ、前記対象物は円錐状体とされるとともに、その外周面が前記被検査面となってもよい。
According to this invention, since the inspection apparatus of the present invention is used, even if a scratch on the surface to be inspected of the object extends, for example, in a direction perpendicular to the circumferential direction, the processing section It is possible to reliably capture an image by the imaging unit to such an extent that it can be sufficiently detected.
That is, for example, in place of the half mirror and the light source in the inspection apparatus of the present invention, when a light source that uniformly irradiates light from the outside in the radial direction is disposed on the surface to be inspected, Reflected light that is reflected on the wound and directed toward the image pickup means is easily specularly reflected, and in the imaging data obtained by the image pickup means, the above-described scratched part and other parts of the surface to be inspected of the object, It is difficult to produce a difference in shading between the two, which may make it difficult to ensure inspection accuracy.
Here, the processing unit inspects the presence or absence of scratches on the surface to be inspected based on imaging data from the imaging unit, and the line width of the light beam is set to be equal to or less than the size of the scratches that need to be detected, The object may be a conical body, and an outer peripheral surface thereof may be the surface to be inspected.
この発明に係る検査装置および検査方法によれば、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。 According to the inspection apparatus and the inspection method according to the present invention, it is possible to inspect the surface to be inspected over a predetermined range while suppressing the apparatus from becoming large.
以下、本発明に係る検査装置の一実施形態を、図1を参照しながら説明する。
本実施形態の検査装置1は、図1に示されるように、光線Lを放射する光源11と、光源11からの光線Lを反射させて対象物Wの被検査面に照射させるハーフミラー12と、ハーフミラー12を挟んだ対象物Wの反対側に配置され、光源11からハーフミラー12を介して光線Lが照射された対象物Wの被検査面を撮像する撮像手段13と、撮像手段13からの撮像データに基づいて対象物Wを検査する処理部14と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment of an inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 of the present embodiment includes a
本実施形態では、光源11は、ハーフミラー12に水平方向で対向しており、ハーフミラー12は、光源11からの光線Lを鉛直方向の下方に向けて反射させている。そして、対象物Wはハーフミラー12の真下に配置される。
ここで本実施形態では、対象物Wの被検査面は、ハーフミラー12に反射されて対象物Wに向かう光線Lの光軸回りに延びる周面となっている。図示の例では、対象物Wは円錐状体とされ、その外周面の全体が被検査面となっている。また対象物Wは、ハーフミラー12に反射されて対象物Wに向かう光線Lの光軸と同軸に配置されている。
In the present embodiment, the
Here, in this embodiment, the surface to be inspected of the object W is a peripheral surface that extends around the optical axis of the light beam L that is reflected by the
光源11は、光軸方向に沿って光源11から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線Lを放射するように構成されている。なお、このような円環状の光線Lは、例えば、光線Lを放射する光源11の放射面において、外周縁部を除く全域に円形状の遮光性を有するマスクを配設したりすること等によって放射することができる。さらに、円環状をなす光線Lの線幅は、検出領域において検出する必要がある傷の大きさ以下となっている。
撮像手段13は、対象物Wと同軸に配設され、対象物Wを真上から全域にわたって撮像可能になっている。また、撮像手段13が得る撮像データは明視野像となっている。
The
The imaging means 13 is arranged coaxially with the object W, and can image the object W over the entire area from directly above. Further, the imaging data obtained by the imaging means 13 is a bright field image.
そして本実施形態では、光源11をハーフミラー12に対して光軸方向に沿って接離可能に支持する駆動手段15が配設されている。
駆動手段15としては、例えば、モータに回転可能に支持されたねじ軸と、該ねじ軸に螺着されたナットと、を備える螺合構造体、またはピストンが流体圧によりシリンダ内を軸方向に進退駆動されるシリンダ・ピストン構造体等が挙げられる。
In the present embodiment, driving means 15 that supports the
As the driving means 15, for example, a screwed structure including a screw shaft rotatably supported by a motor and a nut screwed to the screw shaft, or a piston is axially moved in a cylinder by fluid pressure. Examples include a cylinder / piston structure that is driven back and forth.
処理部14においては、撮像手段13により得られる、対象物Wの被検査面に照射された光線Lの円環形状と、対象物Wの被検査面における位置毎で予め設定されている基準の円環形状と、の差を検出したり、あるいは光源11を光軸方向に移動させながら、撮像手段13を長時間露光して得られた撮像データ中で、予め設定されている基準の濃淡差より大きい濃淡差がある部分、並びにその広さを検出したりすることで、傷の有無を検査する。
前者の場合、光源11を光軸方向に間欠的に移動させ、その停止位置毎で、対象物Wの被検査面に照射された光線Lの円環形状を撮像手段13により撮像し、かつ得られた円環形状と前述した基準の円環形状との差を処理部14により検出することで、傷の有無を検査する。
In the
In the former case, the
なお検査に際し、駆動手段15により光源11を光軸方向に移動させる向きは、ハーフミラー12から漸次離間させることで、対象物Wの被検査面に対する照射位置を漸次上方から下方に移動させてもよいし、あるいはハーフミラー12に漸次接近させることで、対象物Wに対する照射位置を漸次下方から上方に移動させてもよい。
In the inspection, the direction in which the
以上説明したように、本実施形態による検査装置1によれば、光源11が、光軸方向に沿って該光源11から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線Lを放射するので、光源11を駆動手段15により光軸方向に沿って移動させると、ハーフミラー12に入射される円環状の光線Lの径が変動することとなる。したがって、光源11を駆動手段15により光軸方向に沿って移動させることにより、対象物Wの被検査面上で光線Lの径を変動させて、対象物Lの被検査面における光線Lの照射位置を移動させることができる。
このように、光源11を光軸方向にのみ移動可能に支持する駆動手段15を配設すれば、対象物Wの被検査面における光線Lの照射位置を移動させることが可能になり、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物Wの被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。
As described above, according to the inspection apparatus 1 according to the present embodiment, the
Thus, if the driving means 15 that supports the
さらに、前述の円環状の光線Lを対象物Wに真上から照射し、かつ撮像手段13が対象物Wを真上から撮像するので、対象物Wの被検査面に付いている傷が、例えば周方向に直交する方向に延在していても、対象物Wの被検査面に照射された光線Lの前記傷に沿った変形を、撮像手段13により撮像し易くなり、この傷を、処理部14が十分に検出することができる程度まで、撮像手段13が確実に撮像することができる。
Furthermore, since the above-described annular light beam L is irradiated onto the object W from directly above and the imaging means 13 images the object W from directly above, the scratches on the surface to be inspected of the object W are For example, even if it extends in a direction orthogonal to the circumferential direction, it becomes easy to image the deformation along the scratch of the light beam L irradiated to the surface to be inspected of the object W by the imaging means 13, and this scratch is The
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば前記実施形態では、対象物Wとして円錐状体を示したが、これに代えて例えば球状体若しくは板状体等であってもよい。 For example, in the said embodiment, although the conical body was shown as the target object W, it may replace with this, for example, may be a spherical body or a plate-shaped body.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiments with well-known constituent elements without departing from the gist of the present invention, and the above-described modified examples may be appropriately combined.
装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。 The surface to be inspected of the object can be inspected over a predetermined range while suppressing the apparatus from becoming large.
1 検査装置
11 光源
12 ハーフミラー
13 撮像手段
14 処理部
15 駆動手段
L 光線
W 対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
該光源からの光線を反射させて対象物の被検査面に照射させるハーフミラーと、
該ハーフミラーを挟んだ対象物の反対側に配置され、前記光源からハーフミラーを介して光線が照射された対象物の被検査面を撮像する撮像手段と、
該撮像手段からの撮像データに基づいて対象物を検査する処理部と、を備える検査装置であって、
前記光源は、光軸方向に沿って該光源から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線を放射し、
該光源を前記ハーフミラーに対して光軸方向に沿って接離可能に支持する駆動手段を備え、
前記駆動手段により前記光源を光軸方向に移動させ、前記被検査面上での光線の径を変動させることによって、前記被検査面における光線の照射位置を移動させつつ、前記被検査面を検査することを特徴とする検査装置。 A light source that emits light rays;
A half mirror that reflects the light from the light source and irradiates the surface to be inspected of the object;
An imaging means disposed on the opposite side of the object sandwiching the half mirror, and imaging the surface to be inspected of the object irradiated with light from the light source via the half mirror;
A processing unit that inspects an object based on imaging data from the imaging means,
The light source emits an annular light beam that gradually increases in diameter as it moves away from the light source along the optical axis direction;
Drive means for supporting the light source so as to be able to contact and separate along the optical axis direction with respect to the half mirror ,
By inspecting the surface to be inspected while moving the light irradiation position on the surface to be inspected by moving the light source in the optical axis direction by the driving means and changing the diameter of the light ray on the surface to be inspected. inspection apparatus according to claim to Rukoto.
請求項1または2に記載の検査装置を用いて対象物を検査し、
前記対象物の被検査面は、前記ハーフミラーに反射されて対象物に向かう光線の光軸回りに延びる周面となっていることを特徴とする検査方法。 An inspection method for inspecting an object based on imaging data of an inspected surface of the object irradiated with light,
Inspecting an object using the inspection device according to claim 1 or 2 ,
2. The inspection method according to claim 1, wherein the surface to be inspected of the object is a peripheral surface that extends around the optical axis of the light beam that is reflected by the half mirror and travels toward the object.
前記光線の線幅は、検出する必要のある傷の大きさ以下とされ、 The line width of the light beam is less than or equal to the size of the scratch that needs to be detected,
前記対象物は円錐状体とされるとともに、その外周面が前記被検査面となっていることを特徴とする請求項3に記載の検査方法。 The inspection method according to claim 3, wherein the object is a conical body, and an outer peripheral surface thereof is the surface to be inspected.
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